11、 靶面是指图像传感器
12、灵敏度(Sensitivity):
灵敏度是衡量图像传感器光电性能的最重要指标。高灵敏度意味着在光线较暗或曝光时间较短时可以获得清晰的图像。因此,在微光成像、高速成像等应用中,应选择高灵敏度的图像传感器芯片。灵敏度是传感器输出信号相对于射光能量的变化,常用的灵敏度单位是V/lux·s、e-/((W/m2 )·s)或DN/((W/m 2 )·s)。由于传感器制造商使用不同的单位,用户很难比较不同制造商芯片的灵敏度。像素将收集到的光子转换为电子,然后转换为电压信号V,经过PGA 放大电压信号V’,最终经ADC 转换成数字信号DN 输出。在比较不同传感器的灵敏度时,最客观的单位应该是e-/((W/m2)·s),它表示像素收集光子的能力和从光子到电子转换的效率,只与像素尺寸和量子效率有关,与图像传感器的其他设置无关,因此传感器的灵敏度可以最客观、最科学地表示。在EMVA1288 标准中采用V/lux·s,需要注意的是,电压应以像素输出电压作为信号值(即图2中V,而不是V’,通常V’要远大于V)。然而,图像传感器的输出电压和电子电压转换增益(Conversion Gain)转换效率越高,灵敏度越高。因此如采用V//lux·s 在表示灵敏度时,必须明确像素输出电压,并标明转化增益。由于DN 在不确定数字信号的放大倍数和模拟数字转换效率的情况下,传感器输出的最终数字信号一般不能使用DN/((W/m 2 )·s)客观地表示传感器的灵敏度
13、暗噪声(DarkNoise)
暗噪声,又称作时域暗噪声或读出噪声,是指像素在完全黑暗环境中、最短曝光时间内、帧与帧之间、同一像素输出的不一致性,它表征了图像传感器对于微弱信号的极限探测能力。如sCMOS 设备的暗噪声为1.5 如果量子效率为50%,探测器的极限探测能力为3 个光子。当有足够的光要,因为它会被光信号的散粒噪声淹没。还以上述sCMOS 以设备为例,光信号为2万 有效光信号为1万个光子 个电子, 对应100个电子的散粒噪声远超过100个.5 电子暗噪声。这时图像的信噪比将完全取决于光信号和光散粒噪声。
14、满阱容量(FullWell Capacity, FWC)
满圈是指像素可以收集和容纳的电子数量的极限。满圈容量直接决定了图像传感器的最大信噪比。当光信号足够强时,当像素在短曝光时间内达到满圈时,信噪比最高。因此,在微光应用和高速应用中,应选择低暗噪声和高灵敏度的图像传感器;在光照充足或对最大信噪比有明确要求的应用中,应选择满圈容量高的图像传感器
15、像元深度:
数字相机输出的数字信号,即像元灰度值,具有特殊的比特位数,称为像元深度。黑白相机的方向通常是8-16bit。像元深度定义了暗道亮灰度的灰例如,对于8bit 的相机0 代表全暗而255 代表全亮。介于0 和25 数字代表一定的亮度指标。10bit 数据有1024灰阶,12灰阶bit有4096个灰阶。我们应该仔细考虑每个应用程序是否需要非常精细的灰度等级。从8bit上升到10bit 或者12bit它确实可以提高测量精度,但也可以降低系统的速度,提高系统集成的难度(电缆增加,尺寸增大),所以我们也应该仔细选择。
光学放大倍率 = 相机芯片长度 / 视野长边 = 焦距f / 工作距离WD